近期，复旦大学附属中山医院检验科开发了氨基酸（Amino Acid，AA）质谱检测方法，精准定量人体血液中氨基酸含量，有助于评估个体营养状况和监测疾病治疗疗效，助力临床精准诊断和个性化医疗。
氨基酸的生理功能
氨基酸是构成蛋白质的基本单元，在维持人体健康和预防疾病发生中发挥重要的作用。人体内的氨基酸根据其与蛋白质的关系，可分为编码氨基酸和非编码氨基酸，其中从人体营养角度，可将编码氨基酸分为必需氨基酸、条件必需氨基酸和非必需氨基酸。
1.多种生物分子合成的前体物质
某些氨基酸（如谷氨酸、色氨酸、酪氨酸）直接参与神经递质的合成，影响情绪、睡眠和认知功能；氨基酸还可以转化为氨基酸衍生物，包括激素、抗体和肌酸等，是调节生理功能和维护健康状态的关键物质[1]。氨基酸还是合成血红蛋白的必要成分，氨基酸如精氨酸可通过一氧化氮的合成影响血管的扩张和收缩，从而参与血压调节[2]。
2.参与机体能量代谢
在糖或脂肪供应不足时，某些氨基酸如谷氨酸，可以通过糖异生过程转化为葡萄糖，为身体提供额外的能量来源[3]。
3.免疫功能
某些氨基酸，如精氨酸和谷氨酰胺，在免疫系统中扮演着重要角色[4]。精氨酸是一种必需的免疫调节剂，可以促进T细胞的功能和生存；谷氨酰胺则支持免疫细胞如淋巴细胞和巨噬细胞的能量需求。
4.解毒作用
某些氨基酸（如半胱氨酸、甲硫氨酸）在肝脏的解毒作用中尤为重要，帮助清除体内的有害物质[5]。半胱氨酸参与合成谷胱甘肽，帮助排除毒素。甲硫氨酸还能通过转甲基反应支持肝脏处理和排出多余的激素、化学物质和其他毒素。
5.抗氧化作用
一些氨基酸（如半胱氨酸、甲硫氨酸）具有抗氧化作用，有助于减少自由基对细胞的损伤，保护身体免受氧化应激的影响[6]。
氨基酸检测的临床意义
氨基酸的平衡是维护整体健康的关键，对心血管健康、糖尿病管理、亚健康状态的改善及老年相关疾病的预防具有重要影响。
诊断遗传代谢病
遗传性代谢疾病，如苯丙酮尿症[7]和枫糖尿病[8]，是由于基因缺陷，所致特定氨基酸的代谢异常，从而引起相应临床症状的疾病。通过检测血液或尿液中氨基酸浓度，能有效地诊断这些遗传代谢病，改善预后。
营养状态评估
氨基酸的检测对评估个体的营养状况极为重要，特别是对于营养不良或消化吸收功能障碍的患者，氨基酸分析能够精确揭示营养缺失情况，帮助患者定制个性化的营养补充计划，对恢复和维持患者健康至关重要。
治疗效果监测
在某些肝病或肾病治疗过程中，氨基酸的检测可反映疾病状态和治疗效果，是评估治疗方案、调整治疗策略并预测疾病预后的有效工具[9]。
疾病预防
定期监测氨基酸水平可以在无症状健康人群中预测潜在疾病风险。例如，缬氨酸水平升高是新诊断2型糖尿病的独立危险因素[10]。通过预测性检测，可降低疾病发生的可能性。
以临床需求为导向，勇于突破技术难点
氨基酸作为生物体内极其重要的有机分子，大部分氨基酸由于同时含有大极性的氨基和羧基，因此整体极性很大，常用的C18柱+反相流动相对其保留很弱。而且部分氨基酸浓度较低，因此临床检测多采用衍生化法进行。常用的衍生剂如异硫氰酸苯酯、丹磺酰氯、2,4-二硝基氟苯等，样本处理过程复杂。有些氨基酸，如亮氨酸和异亮氨酸（图1），互为同分异构体，还需要进行色谱分离。
图1 亮氨酸、异亮氨酸的分子结构
为了更好地服务临床，切实解决临床需求，复旦中山检验科使用液相色谱-质谱（LC-MS/MS）技术，开发了同时定量21种氨基酸的检测方法（图2）。采用更优的衍生化试剂，前处理更为简便，衍生化时间仅需10min，无需进行氮吹处理，衍生物为更稳定。利用质谱平台的高灵敏度、高特异性等优势，以及液相色谱出色分离的能力，实现氨基酸同分异构体高效分离，精准定量人体血液中氨基酸含量。
图2 氨基酸检测色谱图
中山临床质谱平台介绍
复旦大学附属中山医院检验科遵循以患者为中心、以临床需求为导向的原则，国内最早将LC-MS/MS技术平台应用于临床，在类固醇激素、儿茶酚胺类激素、治疗药物监测等检测项目的研发与临床转化上，取得了大量的实践经验和科研成果。
2022年12月，复旦大学附属中山医院检验科获得上海市科学技术委员会“上海市临床检验质谱专业技术服务平台”立项。目前，中山临床质谱平台已开展临床质谱检测项目157项，年检测量达30余万次。
平台团队主笔撰写了国内首个《液相色谱-质谱临床应用建议》，牵头“上海临床质谱实验室一致性计划（MSHP）”，成功举办8届国家级临床质谱培训班，培训千余名质谱技术人员。平台同美国临床质谱学会（MSACL）、北美华人临床化学协会（NACCCA）和美国临床化学协会（AACC）保持深度合作，郭玮教授于2017年荣获AACC表彰，感谢她对AACC亚太工作组的杰出贡献，2019年郭玮教授受MSACL邀请在亚洲专场作专题报告。
长期以来，中山检验质谱平台致力于为患者提供更好的服务、为中国临床质谱行业发展添砖加瓦，倾力打造标准化、自动化、智能化，兼具公益性、开放性、综合性的临床检验质谱技术服务平台。
参考文献：
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[3]Gannon, Mary C., Nuttall, Frank Q.. Amino acid ingestion and glucose metabolism--a review. IUBMB life, 2010, 62(9):660-8.
[4]Han, Chenfeng., Han, Chenfeng., Ge, Minmin., Ge, Minmin., Ho, Ping-Chih.. Fueling T-cell Antitumor Immunity: Amino Acid Metabolism Revisited. Cancer immunology research, 2021, 9(12):1373-1382.
[5]Pajares, María A., Pajares, María A., Pérez-Sala, Dolores.. Mammalian Sulfur Amino Acid Metabolism: A Nexus Between Redox Regulation, Nutrition, Epigenetics, and Detoxification. Antioxidants & redox signaling, 2018, 29(4):408-452.
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